液压传动实验指导书

1、液压传动实验指导书绍兴文理学院机电系二00七年三月前 言一、 液压传动实验教学的目的 理论的基础是实践，实践是检验真理的唯一标准。尤其是自然科学的发展，更离不开科学实验。实验教学与理论教学相辅相成，共同担负着学生智能、提高人才质量的任务。液压传动实验课的目的在于使学生掌握基本的实验方法及实验技能，学习科学研究的方法，同时实验也是帮助学生学习和运用理论处理实际问题，验正、消化和巩固基础理论的重要教学环节。二、 液压传动实验中学生应着重把握如下诸点实验目的和研究对象，如某个理论、定律、液压元件、液压回路、液压系统等。实验条件，如温度及其变化（油液粘度及其变化）、实验装置的几何尺寸、装配及其测试点的

2、选取、管道材质及其内壁光洁度等。实验设备，如实验台的传动原理、液压泵装置、管道和控制元件的布局、液压执行元件、辅助元件等。实验有关的参数，如调定参数、设定参数、待测参数和计算项目中参数与结果等，以及对这些参数观察和测量方法的选择，常用测试仪器仪表的使用及其标定方法等。实验测试精度及误差的估计和分析。实验原始数据需用钢笔真实记录，决不应凭主观确实和任意涂改。实验准备和实验报告的编写。三、 实验的组织和教学方法1 实验的组织实验项目以及每项实验的内容，学生可以在教师指定的范围内选择，但必须完成规定的数量。实验时间比较灵活，可以由学生实验组预约时间，若有矛盾，经实验室调整后通知该组。也可以在实验室公

3、布的若干时间单元中，由学生实验组选择。2 实验的教学方法采取“两头严中间放”的做法，即对实验准备和实验报告严格要求，从中把住实验质量关，而具体实验过程则放手由学生独立完成，从中培养学生智能和独立操作能力。必须纠正和杜绝学生实验中一些违反科学的作法，如实验前不重视个人准备，心中无数；实验中“照方抓药”，很少动脑；实验后不尊重实验数据，擅自涂改拼凑，对实验报告草率从事，甚至互相抄袭。实验准备报告的主要内容如下：1）实验项目；2）拟定实验目的、内容、时间（日期和时间，如果必要，拟定该项实验分几次进行，每次日期和时间）和地点；3）根据实验室的具体条件，拟定实验方案，绘出实验装置的液压系统原理图，并须附

4、有实验方案的必要说明；4）拟定实验步骤，每次实验所需测试的参数和点数，确定观察和测量的方法，并估计测量误差的来源（特别是影响较大的因素），如测量装置误差，环境误差、方法误差、人员误差等。编制实验记录数据的全部表格，（表格名称，编号，实验条件，实验中设定控制的参数和数值以及对应的待测参数和点数，列出各项含意，代号，各种实验读值的单位，测试次数等），并准备好画成相应曲线的图纸（决定规格和格式，标出坐标和分度单位）；5）本组实验人员的具体的工作分配和轮换安排；6）选定的数据处理方法等。众所周知，实验报告是实验的唯一成果，一个实验的价值在很大程度上取决于报告质量的高低，要强调工作成果和总结的重要关系。

5、学生在校期间，通过实验教学的学习，对编写实验报告应给予充分的重视，高年级学生通过各种较为复杂的实验，可多次受到编写正式技术报告或科技论文的严格训练，这对培养一个科技人员所必备的思维能力，综合归纳能力，组织管理能力和总结写作能力是很有必要的。实验报告的一般格式如下：1） 实验项目（名称要正确、恰当）。2） 目录。3） 摘要。4） 前言。5） 实验装置（并说明实验范围）、实验方案、实验步骤和测试原理。6） 实验结果及分析。7） 结论（或讨论）和建议。8） 参考文献。9） 附录。对于比较简单的实验，显然没有必要都按上述格式编写报告，只需按其中主要部分编写即可。在液压传动实验中应创造必要条件，建议至少

6、使学生完成一个较为复杂的实验，进行一次编写正式科技报告的训练，即应完成资料检索，按实验室具有的条件，拟定实验方案，选择和安装仪器设备，收集和处理数据等一系列工作，最后要求写出比较完整的实验总结报告。如果实验尚未单独设课，仍从属于理论教学，从当前分配的实验学时、教学计划和课内周学时的安排来看，对保证和加强实验教学的质量是十分不利的。如目前二学时做一个液压传动实验，学生不可能有充分时间去熟悉仪器、仪表原理，探讨测试方法，自己动手进行必要的标定工作，而测定数据是否有较好的再现性也没有时间校核，。在这种情况下编者认为液压传动实验应把保证教学质量放在首位，同时也要满足教学计划要求的实验数量，可将分配的实

7、验学时相对集中用在为数不多又较为复杂的典型实验上，其他实验在学生充分准备的基础上可以演示讲解或采用其他教学形式进行。 实验教学因有学时的限制，学生不可能按本书所编实验内容全做，应根据教学要求保证完成基本内容。必做的实验内容应由教师事先布置给学生，同时转告实验室，其他内容，可由教师置疑或演示，也可由学生选做。 实验报告迟交，实验时不遵守设备操作规程，不遵守实验纪律，不按约定时间进行实验，都要从报告中扣分。 准备报告和总结报告的评分表（见表1和表2），一方面便于教师统一评分，另一方面可以帮助学生检查自己所做的实验工作，自觉完成实验各环节所提出的任务，这样，可以保证较好地完成每一个实验。准备报告和总

8、结报告在实验成绩中各占多少比例，可由教师确定，建议准备报告占30%，总结报告占70%。 第一部分 实验台介绍一、用途YJS-03快速组合式全功能综合液压教学实验台适用于高等院校、中等院校、技工学校及工厂液压技术的基础教学及职工培训。本实验台广泛吸取了国外同类实验台的设计思想，采用插件板以及带有连接插头的各种液压元件，可以在不使用任何工具的情况下，快速、灵活、方便地插接组成所需要的实验回路，并对系统的参数进行测试。本实验台打破常规的固定化模式，可根据需要不断补充新元件，扩充适用范围，是教学内容不断更新。二、结构及基本参数1、插件板 2、电器控制面板 3、蓄能量 4、流量量筒 5、进油接口 6、电

9、机启动器7、回油接口 8、泵站 9、装件抽屉 10、油箱 11、马达-泵组 12、压力继电器 13、油缸插件板：其中镗有等距孔，整块板可以使带有快速锁紧装置的元件随意插入。流量油筒：手柄放松可以显示回油情况，手柄抬高（锁紧）可以测量流量大小（配用秒表）油箱：兼做搜集泄露油的作用。连接底板：该底板是与各实验元件相连接，板上装有各种阀和快换接头体，板侧面带有两个连接锁，可以随意插入到插件板上并能自动锁紧。外形尺寸：2160×1050×1860额定压力：6.3Mpa额定流量：2×4l/min组成回路元件：20类 33件；不同长度胶管26根电源电压：380伏三、调整及使用

10、说明本实验台备有两套同样的实验用元件，采用一个双联泵（相当于两个独立的泵）和一个变量泵，组成一个独立的泵站可同时供两套系统使用，即可供两组学生同时作实验。1、用前操作人员必须详细阅读本说明书，指导教师需向学生介绍实验台的结构，使用方法及注意事项。2、学生实验的回路可以是教师指定的或自行设计，回路中采用的元件必须是本实验台带有的元件；实验回路必须事先画出原理图，按次原理图连接。3、打开装有元件的抽屉9，按照回路原理图逐一选择所需的元件，并根据所用元件的多少插接到插接板的适当位置上，然后选择适当长度的胶管进行连接（有五种不同长度的胶管可供选择）。4、胶管两端均带有自闭式快速接头，将胶管接头与各元件

11、油口接头连接时，需用力将胶管上接头的外套向后拨出，插接后再将其向前推靠，切记接好后一定要用力向外拽胶管检查是否接牢。5、回路与泵连接的胶管插接到接头5中的一个上（有两个接头）。回油若需要显示或测取流量时回油管应插接到接头4上，若不需要时则可接到接头7中的一个上（一侧有三个回油接头）。6、待指定教师检查确认连接可靠无误后，旋松回路中溢流阀的手柄（接头5下面的溢流阀为安全阀，调整到5.5Mpa锁紧），按下电机启动器上6的绿色按钮，启动电机，再旋紧回路中的溢流阀手柄，观察压力表指示的压力。7、实验结束后，首先要旋松回路中溢流阀的手柄，按下电机启动器上的红色按钮关掉电机。8、在确认回路中的压力降到零后

12、，方可拨掉胶管。拔取胶管时，只需将接头外套向后拉出，即可松开胶管。拆卸元件时，需双手用力向里捏住底板上的两个开锁手柄，向外侧用力拔出元件；若一次拔不出，捏住开锁手柄后，向内外侧对拉几次，即可拔出。千万注意不要用力过猛，以免损坏插件板。将胶管及元件从插件板上取下后，放入规定的抽屉内，以备后用。四、电器控制实验台控制部分采用了三中控制方式，即可用PLC（可编程控制器）控制，也可用微机控制（微机控制系统中，有主机；显示顺；键盘；打印机；放大器；流量、压力、扭矩、转速传感器组成），还可以手动控制。若采用PLC控制，则用拔号开关程序；用微机控制时，将拔号开关打倒0位，在微机主动箱中插有I/O卡、计数卡、

13、A/D卡，除可对液压阀的电磁铁实施逻辑控制外，还可采集压力、扭矩、转速、流量信号，经计算机处理后，由打印机输出实验结果。五、注意事项1、搭接回路前，先停泵，以免带着压力操作。2、停泵之前，先将回路中的压力卸掉，以免油管中的压力过高，无法使用。3、实验过程中，应使用本实验台的液压元件，不得串用。4、实验结束后，要将液压元件放回本台的抽屉中。第二部分 实验项目实验一 液压泵性能实验一、实验目的：一）深入理解定量叶片泵的静态特性。着重测试液压泵静态特性中： 1实际流量Q与工作压力p之间的关系 Q P曲线； 2容积效率v、总效率与工作压力p之间的关系v p和 p曲线； 3输入功率Ni与工作压力p之间的

14、关系 Ni p曲线。二）通过实验，学会小功率液压泵的测试方法和本实验所用的仪器和设备。二、实验仪器：一）实验装置的液压系统原理图，如图21所示。该实验系统是QCSOO3B型液压教学实验台中的一部份，可以完成泵的性能实验，也可完成溢流阀的性能实验。实验系统中泵的出口有四条*并联油路通油箱。液压泵静态特性实验通过节流阀10和流量计（20）回油箱，此时，溢流阀11（9）和二位三通电磁换向阀13（11）均应关闭。静态特性实验中测量理论（零压）流量Qth时，仅通过开关*24和流量计（20）这条油路进行，测完关闭开关*24，转到节流阀加载的油路测试其他数据。液压泵动态特性实验通过节流阀和二位三通换向阀两条

15、油路的相互配合来进行，此时其余的两条油路应关闭。说明：原设计的实验装置液压系统原理图有专测零压测量的短接油路，由于某些原因工厂生产的实验台未装，因而测不出这一流量。为使实验数据准确可靠，建议使用单位恢复这条油路。 图2 1 液压泵性能实验液压系统原理图（二）YB-6型单级定量叶片泵（被试泵）的结构 图2 - 2 YB - 6型单级定量叶片泵结构示意图图2-2所示为秦川机床厂生产的YB-6型叶片泵结构示意图。图中泵的壳体6内装的转子4、定子5、和配油盘2及7。转子4由轴3带动回转，轴3由球轴承10和8支承着。转子4上均布10条顺回转方向前倾角的槽，叶片9能在槽中滑动，配油盘和定子紧靠在一起，转子

16、与叶片相对与定子和配油盘转动。叶片槽根部b通过配油盘上的环槽c与压油区相通。在压油区d内，作用在叶片顶部a/和根部的液压力基本上相互平衡，叶片在离心力作用下压向定子内表面，保证了可靠的密封。在吸油区e内，叶片顶部a没有压力油的作用，叶片在根部液压作用力和离心力的作用下压向定子内表面，产生较大的接触力，通常要加剧定子在这部分的磨损，由于这个原因，YB系列的叶片泵额定压力不能提高，仅保持在63Kgf/cm2级。（三）液压泵输入功率的测量电功率表法。如图2-1所示，将三相功率表接入电网与电动机定子线圈之间，功率表指示的数值N表就是电动机定子的输入功率。由于电动机转子轴与液压泵轴通过联轴节对接，可认为

17、此处于功率损失，因此电动机转子轴的输出功率就是液压泵的输入功率。众所周知，电动机的输出功与其输入功率N表的比为电动机的效率 电机，所以液压泵的输入功率Ni = N表电机。实验台采用的JO2-22-4型电动机的效率曲线如图2-3所示。按功率表读值N表可以在图中查到对应的 电机，计算出泵的输入功率Ni。 图23 JO2-22-4型电动机的效率曲线三、实验原理：液压泵的工作压力由其外加负载所决定，若定量泵出口串联一个节流阀，节流阀出口直通油箱，节流阀通流截面积A 变化就可对泵施加不同的负载，即泵的工作压力将随之变化，这一情况可用流量方程进行分析。对定量泵来说，Q为定值，对特定的阀来说Cq 一定，此时

18、，节流阀前后压差P=P，A 加大则泵的工作压力P减小，A 减小则P加大。液压泵的额定压力Pn 是指泵在使用中允许到达的最大工作压力，超过此值就是过载。 液压泵的排量q是指不考虑泄漏时，泵轴一转所排出的油液体积，它只决定于泵中密封工作腔的几何尺寸，与转速无关。泵的理论流量Qth 是不考虑泄漏时，单位时间内输出油液的体积，它等于泵的排量与其转速的乘积。额定流量Qn指泵在额定压力和额定转速下输出的实际流量，它总是小于泵的理论流量。 液压泵的输入量是转矩T和转速n，输出量是油液的压力P和流量Q。泵在能量转换的过程中，由于存在各种损失，如容积损失和机械损失等，使其输出功率总是小于输入功率。 容积损失一般

19、指泵内通过缝隙由高压区向低压区泄漏所造成，油液粘度越低、压力越高，其泄漏就越大。泵的容积效率v为 （21）式中 Q 泵在额定转速下的实际流量； Qth泵在额定转速下的理论流量。它在实际生产中通常以额定转速nn下空载流量（或零压流量）qnn代替，因空载时泵的泄漏量可以忽略（零压时泄漏量为零）； q 泵的排量； 泄漏量Ql等于泄漏系数kl与工作压力p的乘积。液压泵的输入功率Ni和输出功率NO为Ni=N表·电机 (KW) （22）NO=p·Q(KW) （23）式中 N表 三相功率表示值 电机 对应N表值的电动机效率； p、Q同前。液压泵的总效率为输出功率NO与输入功率Ni之比，由

20、（22）和（23）得： （24）或 （25）式中 泵的机械效率。反映油液在泵内流动时液体粘性引起的摩擦转矩损失和泵内机件相对运动时机械摩擦引起的摩擦转矩损失之和。若摩擦转矩损失越大，则泵的机械效率越低。要直接测定m比较困难，一般是测出m和，然后算出m。 液压泵的主要性能指：额定压力，额定流量，容积效率，总效率，压力脉动，噪声、温升、振动和寿命等。目前规定泵的各项技术指标如下：（摘自JB2146-7719）单级定量叶片泵（额定压力63kgf/cm2、公称排量q10mi/r者）1 v80%；2 65%液压泵除考虑压力、流量、噪声等项目外，还应考察泵的压力脉动（压力振摆），因为压力脉动对系统的振动有

21、很大的影响，特别对运动要求平稳、移动精度高的机械来说，更是如此。压力脉动主要来源流量脉动，双作用式定量叶片泵虽然理论上流量脉动甚小，但由于制造上的误差往往使泵的内泄漏不均匀，加之压油腔内油液压缩性的影响，流量脉动仍然存在。 泵从一个稳态工作条件转为另一个稳定工作条件时，输出流量的瞬时变化，会引起输出压力的瞬时变化，欲到达稳定将经历一个自动调节的过程，衡量此调节过程的主要指标是，最大压力超调量和过渡过程时间。四、实验步骤：一）实验内容为：实际流量-工作压力（Q-p）特性、容积效率-工作压力（v p）特性、总效率-工作压力（p）特性和输入功率工作压力（Ni p）特性。上述四项特性是反映不同工作压力

22、的Q、v 、 、和N的变化规律。二）设定参数：1被试泵的工作压力p(kgf/cm 2)。在065kgf/cm2 范围内p的设定点不应少于8点（包括p=0或p接近零和p=65kgf/cm2 的两个点在内）。最小设定压力的获取应将节流阀10和开关*24全打开，其他设定压力由§2已知，应仅通过节流阀10改变其通流截面积A 获得。压力值的大小，由压力接点P12-1（P6）通过压力表开关，显示在压力表上。超载时的最大设定压力点工作时间应尽量短，避免泵长期超载工作。另外注意在每一设定压力调好后，需运行1分钟左右再测有关参数。2油温。在静态特性测试中，建议温升控制在±2以内。三）待测参数

23、： 1液压泵输出油液流过一定容积DV（l）所需要的时间t（s）； 2液压泵的工作转速n(rpm)和外加砝码重量G（kgf）； 3电动机输入功率N表（KW）和查出对应N表的电动机效率电机（%）。 要求定量的确定YB6型泵的静态特性，建议在同一设定条件下，测试次数不少于3次。四）调定参数：溢流阀11（9）的调定压力值应高于YB6型泵的额定压力20%即75kgf/cm2左右。五）计算项目：1 泵的实际流量：（l/min）2 泵的输出功率：(KW)3 泵的输入功率: (KW)4 泵的容积效率:(%)5 泵的总效率: （%）6 泵的机械效率: m =/v (%)五、实验数据记录及处理：（一）静态特性实验

24、1原始数据和计算结果的格式见表21。 实验前，请参考上述内容，将实验有关参数的符号和单位、计算公式等，在合适的位置填好，并记录下原始数据、计算出结果。2数据处理结果，参看图24 图24 定量叶片泵的静态特性曲线示意图实验条件：液压泵型号： 型；额定排量： ml额定压力： kgf/cm2; 液压油牌号： ； 额定转速： rpm；油液重度：¡ = kgf/l；表2-1调定参数设定参数实验次数待 测 参 数计 算 结 果 3结论 1） 实际流量Q在图24中从零压流量Qt值开始，随泵的工作压力P增高而减少，大多数泵均为一条直线，见Q-p曲线。各工作压力点对应的实际流量Q值与零压流量Qt值的差

25、，就是泵在该压力点工作时的内泄漏量Ql。 2） 容积效率v为实际流量Q与零压流量Qt之比，在在图24中从= 100% 开始，随泵的工作压力P增高而减少，大多数泵的v p特性曲线为一条直线，见v -p曲线。容积效率是衡量泵静态工作特性的重要指标之一。 从式（2-1） 中表明，泵的输出压力愈高，泄漏系数kl愈大（油液的粘度愈低）、或泵的排量愈小，转速愈低，则容积效率v愈低。所以为什么在同一型号的泵中，排量愈小的泵其容积效率愈低的这个问题可由式（21）中找到答案。3） 泵的机械损失是指泵在转矩上的损失。液压泵的实际输入转矩总是大于理论需要转矩。因此由式（22）可知，液压泵的输入功率Ni总是大于实际输

26、出功率。从图（24）中还可知NO-p 曲线从座标零点开始，随泵工作压力P的增大而增大。但因泵的实际输出功率NO。为 （2-6） 由式（26）可知曲线不是直线，而是略微和向上凸起的近似直线。4） 从图2-4中的总效率p曲线可知，一般泵约在接近其额定压力的2/3区间（如曲线在P = 2063kgf/cm2）工作，可保持较高的总效率。4讨论 1）小功率液压泵测试实验台多采用非功率回收方式，其加载形式多用节流加载。节流加载多数利用可调节流阀，有的也可用溢流阀代替。节流阀置于液压泵出口油路上，造成一定的节流阻力，使被试泵在负载状况下运转，进行测试工作。这种油路系统最简单可靠，投资少，操作方便。但缺点是全

27、部测试功转化为热能，除了元件和管路表面散失一部分热量外，大部分热量均进入油液中，使工作油液温度升高，所以这种油箱一般应备有冷却装置。由于这种系统将测试功全部消耗掉了，所以只适用于小功率液压泵的性能实验。 大功率液压泵（高压大流量泵）不宜采用节流加载的方法，而利用功率回收方式，系统中采取一定措施，将被试泵的输出功率回收，又用于驱动液压泵在负载状况下运转。但装置比较复杂，投资较大，操作较为困难。2）影响压力脉动的因素是多方面的，如液压泵的结构及制造工艺的问题、作为液压泵负载的管路系统特性和工作条件（如转速、温度）等。压力脉动的控制可从泵本身的结构研究，减少固有流量脉动，合理设计泵内流道等，除此而外

28、还应从负载方面采取措施，如减少系统的输入阻抗，也就是减少泵的负载阻力，增加对压力波的衰减和滤波作用等等。3）力学测定法测定液压泵效率 温度是衡量液压泵性能的一个重要参数，它直接反映元件发热性能的好坏。泵的能量损失可以反映在系统流体的温度变化上，运用敏感的测温仪器测得这些温度变化的信号，再利用热力学基本原理来确定能量的损失及计算液压泵的效率。热力学测定法，只要求测出元件进口、出口和泄漏口等处的温度及压力。这种方法有赖于高精度测温传感器和油液性质参数的精确测定，所以目前还没有广泛应用。但国内外已有人在理论和测试仪器方面从事着初具成效的工作。4）本实验台进行泵的性能实验时，溢流阀11（9）的调定压力

29、值要高于YB-6型泵额度压力的20%左右，主要是考虑如下一点：若溢流阀调定压力值仅略高于泵的最大设定工作压力65kgf/cm ,将会因溢流阀的启闭特性（详见实验四）而泄漏一部分流量，使从流量计算得泵的流量不反映此时泵的全部输出流量。5）对实验改进的意见和建议。实验二 溢流阀性能实验一、实验目的：1、通过实验，深入理解溢流阀稳定工况时的静态特性。静态特性中着重测试：1）调压范围及压力稳定性；2）卸荷压力及压力损失；3）启闭特性。根据实验成果对被试阀的静态特性作适当的分析。2、通过实验，深入理解溢流阀瞬时突变工况下的动态特性，即溢流量突然变化时，溢流阀所控制的压力随时间变化的过渡过程品质。3、通过

30、实验，学会溢流阀静态性能的实验方法，学会使用本实验所用的仪器和设备。二、实验仪器：一）溢流阀结构图32和图33示出Y1和Y型先导式溢流阀的结构。图32 Y110B型溢流阀 图33 Y10B型溢流阀它们分别由手柄1、调压弹簧2、先导阀芯3、阀座4和阀盖5等主要件组成导阀部份；由主阀弹簧6、主阀芯7和阀体8等主要件组成主阀部分。阀的进油口P与油腔f相通，回油口o与油腔g相通。阀座4左边的油腔（调压弹簧腔）通过孔道h与回油腔g相通。先导阀开启后，油液就是通过这里到出油口的。压力油进入溢流阀后，从油腔f作用于主阀芯7的环形面积上，通过孔e作用于主阀芯7的底端，同时又经阻尼孔d进入阀芯7的上腔，再经孔道

31、b和a作用在导阀芯3上。当进油口的的压力较低，导阀3上的液压作用力不足以克服导阀阀芯左边的弹簧力时，导阀处于关闭状态，也没有油液流过阻尼孔d，这时阀芯7两端的油液压力相等，主阀芯在弹簧6的作用下处在最下端位置，封闭了油腔f和g同的通道，没有油从进油口流向回油口。当进油压力升高，作用在导阀3上的液压力超过弹簧力时，阀芯左移导阀开启，压力油通过阻尼孔d，导阀阀口、孔道h通向回油口。油液流过阻尼孔d时产生压降，使阀芯7顶端油压小于其下端油压，当这个压差作用在阀芯上的力超过弹簧力、摩擦阻力和阀芯自重时，主阀芯上升，油腔f通过孔道g接通，压力油便从回油口排出，实现溢流作用。远程控制口k通过孔道c与主阀上

32、端的油腔相连，从这里接出管道就可以对溢流阀实现远程控制，通过远处的导阀（此时该阀上的导阀全闭）可谓节溢流阀进口处压力的大小。如果远程控制口k直接接通油箱时，主阀上端压力基本为零，阀芯7抬起，P处压力油将在很低的卸荷压力下通过溢流阀排回油箱。先导式溢流阀的导阀部分结构尺寸较小，调压弹簧2不必很强，因此调整压力时比较轻便Y1型溢流阀主阀属锥阀式，Y型的阀芯属滑阀式。二）液压系统工作原理溢流阀性能实验液压系统原理图见图34。该实验液压系统原理图与实验二图21相同，已在前面说明的这里不再重复，请读者翻阅实验二有关章节。溢流阀静态实验通过溢流阀11（9），和二位三通电磁换向阀图13（11）两条油路进行，

33、其它油路关闭。实验系统提供了测量通过被试阀14的流量和进口压力的条件，由于阀15（16）和流量计（20）的阻力很小，如认为可以忽略不计时，阀14出口压力即为零，所以未设测试点。较大的流量可通过椭圆齿轮流量计测量，由于椭圆齿轮流量计量程的限制，小流量改用量杯测量。阀的进口静态压力由压力表P12-2（P8）表示。测量卸荷压力时，通进二位二通电磁换向阀16（15）。控制阀的远程控制口k来进行。动态压力信号同压力传感器输出，阀前流量的阶跃信号通过二位三通阀13（11）换接给出。 图34 溢流阀性能实验液压系统原理三、实验原理：先导式溢流阀是液压系统中最常用的压力控制元件之一，其性能的优劣直接影响系统的

34、品质。溢流阀常见用途为：1.在定理泵节流调速系统中，对液压系统实行调压并保持泵的工作压力在调定值基本恒定；2.防止液压系统过载，起安全保护作用；3.使系统卸荷，泵的全部流量可在极低的压力下通过溢流阀流回油箱，以隆低系统的功率损耗和发热量。一）静态特性1调压范围及压力稳定性调压范围给定了溢流阀使用的压力范围。在使用的压力范围内压力振摆（在稳定工况下，调定压力的波动值）和压力偏移（在规定时间内调定压力值的偏移量）的大小，是衡量压力稳定性的主要指标。希望溢注阀使用的压力范围大，而压力振摆事实和压力偏移却越小越好。2卸荷压力及压力损失卸荷压力：先导式溢流阀在远程控制下卸荷（即远程控制口K通油箱），通过

35、额定流量时所引起的压力损失。这个压力损失将使油液流回油箱时发热，因此它反映了溢流阀在卸荷时液压泵的功率损失，显然，卸荷压力越低越好。卸荷压力的高低，主要与主阀芯阀口处半锥角和阀芯的开口量有关（和主阀弹簧刚度有关）。压力损失：先导式溢流阀调压手柄完全放松时，通过额定流量所产生的压力降，称为压力损失。先导式溢流阀的压力损失往往略大于它的卸荷压力，因为此时回油在阀内所经油路较长，阻力略大，另外有的阀在调压手柄完全放松时，调压弹簧的预压缩量不完全为零，也会引起压力损失值的增加。3内泄漏量（关闭漏量）内泄漏量是指调压手柄至全闭位置，溢流阀进口压力为额定压力时，通过阀口的泄漏量。溢流阀作安全阀使用时，内泄

36、漏置是一个重要指标。4启闭特性启闭特性是溢流阀在调压弹簧调整好之后，阀芯开启和闭合过程中压力和流量之间的关系，它是溢流阀静态特性中的又一个主要指标。使用中要求溢流阀能在不同的溢流量下保持定的系统压力，希望它的溢流特性曲线如图31中的A，即溢流阀在其进口处压力PT低于调定压力或称为全流压力PT时不溢流，仅在P到达PT时才溢流，且不管溢出多少流量，进口压力始终保持在PT值上，但实际上是做不到这一点的，从溢流阀的工作原理可知，先导式溢流阀必须首先打开导阀，并使用导阀打开到一定开口量后主阀口才开始溢流，直到全流量溢流，在溢流量变化过程中，主阀开口量的变化将影响弹簧压紧力和稳态液动力，所以实际的压力流量

37、特性曲线为B，Pk/为导阀开启压力，PK/为主阀开启压力。由此可见，溢流阀在未达到调定压力PT，主阀芯未动作时就开始有溢流量了（导阀的溢流量），开始溢流时的压力显然小于通过额定流量时的调定压力。 图31 先导式溢流阀启闭特性目前有关试验标准（JB213577）中把溢流阀在开启过程中溢流量达到额定流量（或试验流量）的1%时的进口压力Pk称为开启压力。全流压力PT与开启压力Pk之差称为静态调压偏差。开启压力Pk与全流压力PT之比称为开启比，静态调压偏差与全流压力PT之比称为调压偏差率。溢流阀调压偏差越小，即开启比越大，则开启压力越接近调定压力，它所控制的系统压力便越准确，限制静态调压偏差值就成为一

38、项重要性能指标，即开启比越大，对中低压溢流阀，JB213577规定：在最高调定压力Pn时的开启压力Pk不得低于Pn的85%。JB213577还规定阀在最高调定压力Pn下，当溢流量从额定流量降低到它的1%时的进口压力Pb（如图31曲线C所示）称为闭合压力，溢流阀的闭合压力Pb不得低于Pn的80%。闭合压力值规定的小于开启压力值，主要是由于溢流阀芯在开启与闭合过程中受到的摩擦阻力的方向不同，引起了粘滞现象，如图31中曲线B和C所示。开启时主阀芯底端压力与其摩擦阻力反向，而闭合时两者同向，所以闭合压力值应小于开启压力值。额定压力Pn为63kgf/cm2级的溢流阀，规定开启压力Pk不得小于53kgf/

39、cm2,闭合压力Pb不得小于50kgf/cm2。二） 说 明静态特性和动态特性之间有时是相互矛盾的，要求静态性能好些，往往动态性能就会差些，反之，要求动态性能好些，往往静态性能就会差些。如果用Y1型与Y型溢流阀做对比性能实验，将可获得较为明显的结论。四、实验步骤：实验测试对象为Y110B型溢流阀，加装过渡板后也可用Y10B型溢流阀作为被试阀，或采用Y110B型和Y10B进行对比的实验方案。实验参数评定标准，采用溢流阀出厂试验技术指标，见表31：表31额定压力63kgf/cm2卸荷压力2kgf/cm2额定流量10 1/mim压力损失4kgf/cm2调压范围563kgf/cm2压力振摆±

40、kgf/cm2内泄漏量40ml/min压力偏移±kgf/cm2启闭特性开启压力闭合压力溢流量53kgf/cm250kgf/cm20.1 1/min一）调压范围及压力稳定性调定参数：将溢流阀11（9）调至安全阀压力（应比被试阀14的最高调节压力高10%左右），迅速使电磁阀13（11）通电，此时由阀14控制泵压P1不超过额定值。实验中通过阀14的流量应为额定流量。此时节流阀10关闭，电磁阀17（12）处于中位。待测参数：1调压范围检测被试阀14能否满足标准中规定的调压范围563kgf/cm2。调节阀14的调压手柄从全开至额定压力值，再回至全开，通过压力表P12-2（P8）观察压力升、降是

41、否均匀，是否有突变或滞后等现象。反复实验不少于三次。2压力振摆（kgf/cm2）阀14的调压范围内设定5个压力值（其中包括63kgf/cm2），在压力表上读出压力振摆值（kgf/cm2）并标致记出最大值。此项数据也可通过压力传达室感器取出信号，用光线示波器记录，这样能更真实地反映压力振摆的大小。3压力偏移（kgf/cm2）阀14调至63kgf/cm2,测1分钟或3分钟内的压力偏移值（kgf/cm2）二）卸荷压力及压力损失调定参数同一。待测参数：1卸荷压力（kgf/cm2）将阀14的远程控制口k直接接通油箱，通过额定流量时，测出阀前后压差即为卸荷压力。由于阀后阻力很小，可忽略不计，所以，此时压力

42、表P122（P8）的示值即为卸荷压力。反复实验不少于二次。2压力损失（kgf/cm2）将阀14的调压手柄调至全开位置，通过额定流量时，测出阀前后压力差即为压力损失。反复实验不少于是二次。卸荷压力和压力损失也可通过压力传感器取出信号，用光线示波器记录，再根据标定曲线确定压力值。三）启闭特性启闭特性曲线的获得，目前可采用描点法和自动记录法两种，后者需将压力和流量通过传感器经二次仪表输给记录仪直接绘出，在正确的测试方法和合理的搭配仪器的前提下，实验结果的可信性和真实性都比较高，而且实验效率也是令人满意的。描点法方案如下：设定参数：1被试阀14工况的设定被试阀14按三个不同工况设定其调定压力值PT（k

43、gf/cm2）（其中应包括额定压力工况），建议PT为20、40和63kgf/cm2。实验学时少的情况，可设定PT等于20和63kgf/cm2两个工况。2阀14进出口压力差的设定前述已知P=P122（P8），其值可由溢流阀11（9）调节，P122（P8）测试点的选取对描绘启闭特性曲红的精度和实验效率有直接的影响。建议阀14开启的全过程中，P122（P8）测试点不少于12点，且从导阀开启至主阀开启的过程，测试点不少于7点，主阀开启后至全开溢流的过程中，测试点不少于5点。闭合过程亦同。在没有把握的情况下，可先在实验台上大致确定被试阀14的启、闭压力值，然后再设定压力测试点。待测参数：按阀14设定的每

44、一工况及其进口压力测试点，测出在时间t（s）内过阀14的溢流容积V（ml）。在导阀开启至主阀开启的过程中，流量较小，轮流量计量程的限制，应采用量杯计量V（ml）。闭合过程亦同。 实际测试中，溢流量小到从油管中排出的油液不呈线流时，就不再计量了。计算项目1应阀14进口压力点的溢流量： （ml/min）214额定流量的1%值：0.001Qn(mi/min)注意事项：1.调节被试阀14进口压力时，从高到低或（从低到高）的整个过程中，只准向一个方向旋转溢流阀11（9）的调压手柄。如果调节中出现小于（或大于）某一设定值时，不要反调，就按小值（或大值）实验，记录时修改这一设定压力值就是了。因为反调会改变阀

45、芯的移动方向，使摩擦阻力也改变方向，测试的数据将带来误差。2验中边作边计算阀14的溢流量，及时掌握变化规律，必要时也可临时修改设定压力点的位置。五、实验数据记录及处理：一）静态特性实验1原始数据和计算结果。请参看§4内容，将实验有关参数的符号和单位、计算公式等填在下列各表中合适的位置上，并记录下原始数据和计算出结果。1）调压范围、压力稳定性、卸荷压力和压力损失，见表32。实验条件：被试溢流阀型号： 型； 油温： 液压油牌号： ； 油液重度：¡= kgf/cm2被试阀出口压力P出=0；泵调定压力PP= kgf/cm2。表32 调压范围卸荷压力压力损失压力振摆压力偏移2) 启闭

46、特性。当采用描点法时，原始数据和计算结果见表33。2 .数据处理，参看图35。 图35 启闭特性曲线示意图根据图35，可以找出主阀开启压力Pk/。实验条件：被试溢流阀型号 型； 液压油牌号： ；被试阀出口压力P出=0； 油液重度：¡= kgf/cm2 开启压力和闭合压力对应的溢流量Q= ml/min 表33序号调定压力Pn= (kgf/cm2)调定压力PT=开启过程关闭过程开启过程设定参数待测参数计算结果设定参数待测参数计算结果设定参数待测参数计算结果12345678910开启压力（kgf/cm2）关闭压力（kgf/cm2）开启压力（kgf/cm2）开启比开启比3结论：1）溢流阀静态

47、主要性能指标中，压力稳定性是十分重要的，其次是启闭特性，它们对液压系统性能的影响很大。2）压力稳定性指标是控制溢流阀在某调定压力下长期工作时，它的压力发生不规则变化的极限值。这种不规则变化与下列因素有关：阀芯结构、阻尼大小，加工精度、油液品质、油温变化等等。3）在Y25B型溢流阀的结构上采取一定的措施，使先导阀与主阀分别回油，用实验方法获得图36示出的启闭特性曲线，图中可以明显的看出导阀与主阀开启和关闭过程的相互关系。 图36 先导阀和主阀分别回油时，启闭特性曲线4）溢流阀在最大调定压力（PTmax=Pn）时开启比最大，随着调定压力的降低，开启比不断减小，启开特性变差，但此时往往调压稳定性比最

48、大调定压力时要好。4讨论：1）直动式溢流阀是使作用在阀芯上的进油压力直接与调压弹簧力相平衡。如进油压力和通过流量较大时，阀芯直径及测定阀底部的液压作用力都将增大，则弹簧力就要很强，这样不仅结构庞大，调整不够轻便，而且当溢流量变化时油压的变化就较大，静态特性劣于先导式溢流阀。因此，在中高压、大流量的工况时，几乎不采用直动式的，而均采用先导式溢流阀。2）对实验改进的意见和建议。实验三 节流调速回路性能实验一、实验目的：节流调速回路由定量泵、流量控制阀、溢流阀和执行元件等组成，可通过改变流量控制阀阀口的开度，即通流截面积来调节和控制流入或流出执行元件的流量，以调节其运动速度。节流调速成回按照其流量控

49、制阀安放位置的不同，有进油路节流调速、出油路节流调速和旁路节流调速三种。节流调速可分为节流阀调速回路和调速阀调速回路两大类。流量控制阀采用节流阀或调速阀时，其调速性能各有自己的特点，同是节流阀，调速回路不同，它们的调速性能也有差别。通过本实验达到如下目的：1通过对节流阀三种调速回路实验，得到它们的调速回路特性曲线，并分析比较它们的调速性能（速度负载特性和功率特性）。2 通过对节流阀和调速阀进油路调速回路的对比实验，分析比较它们的调速性能（速度负载特性和功率特性）。二、实验仪器：QCSOO3型或QCSOO3B型教学实验台的液压系统，原理图如图4所示。从图中可以看出：1左侧由定量泵至液压缸（）的液压系统，可以按不同要求分别组成进油路、回油路和旁路三种方式节流调速实验回路，其中进油路调速回路可分别采用节流阀或调速阀。当组成进油路节流阀调速回路时，节流阀（）关闭，（）全开，调节（）；组成回油路调速回路时，节流阀（）关闭，（）全开，调节（）；组成旁路调速回路时，节